CN109996803A - 用于钴的化学气相沉积的卤炔基六羰基二钴前驱物 - Google Patents
用于钴的化学气相沉积的卤炔基六羰基二钴前驱物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109996803A CN109996803A CN201780072431.0A CN201780072431A CN109996803A CN 109996803 A CN109996803 A CN 109996803A CN 201780072431 A CN201780072431 A CN 201780072431A CN 109996803 A CN109996803 A CN 109996803A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cobalt
- predecessor
- carbonyl
- bridging
- alkynyl halide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 154
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 title claims abstract description 153
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 153
- 239000002243 precursor Substances 0.000 title claims abstract description 109
- -1 alkynyl halide Chemical class 0.000 title claims abstract description 88
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 title claims abstract description 88
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 title description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 39
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 25
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 18
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 17
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 125000002521 alkyl halide group Chemical group 0.000 claims description 11
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 11
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000003708 ampul Substances 0.000 claims description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 5
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 claims description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 3
- 125000003709 fluoroalkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000004407 fluoroaryl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 47
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 15
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004982 dihaloalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000006340 pentafluoro ethyl group Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)* 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 2
- CGHIBGNXEGJPQZ-UHFFFAOYSA-N 1-hexyne Chemical group CCCCC#C CGHIBGNXEGJPQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 125000000022 2-aminoethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])N([H])[H] 0.000 description 1
- ZRNSSRODJSSVEJ-UHFFFAOYSA-N 2-methylpentacosane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(C)C ZRNSSRODJSSVEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PRDFNJUWGIQQBW-UHFFFAOYSA-N 3,3,3-trifluoroprop-1-yne Chemical compound FC(F)(F)C#C PRDFNJUWGIQQBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- SKYGTJFKXUWZMD-UHFFFAOYSA-N ac1l2n4h Chemical compound [Co].[Co] SKYGTJFKXUWZMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 150000004700 cobalt complex Chemical class 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001995 cyclobutyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001559 cyclopropyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C1([H])* 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 125000006003 dichloroethyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004774 dichlorofluoromethyl group Chemical group FC(Cl)(Cl)* 0.000 description 1
- 125000004772 dichloromethyl group Chemical group [H]C(Cl)(Cl)* 0.000 description 1
- 125000001028 difluoromethyl group Chemical group [H]C(F)(F)* 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 125000006343 heptafluoro propyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- PQIOSYKVBBWRRI-UHFFFAOYSA-N methylphosphonyl difluoride Chemical group CP(F)(F)=O PQIOSYKVBBWRRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N monofluoromethane Natural products FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000538 pentafluorophenyl group Chemical group FC1=C(F)C(F)=C(*)C(F)=C1F 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910021341 titanium silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003866 trichloromethyl group Chemical group ClC(Cl)(Cl)* 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F15/00—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table
- C07F15/06—Cobalt compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
- C23C16/16—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metal carbonyl compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
- C23C16/18—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metallo-organic compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
- H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
- H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L21/28556—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table by chemical means, e.g. CVD, LPCVD, PECVD, laser CVD
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物及其超高纯度形式、制造方法以及在气相沉积方法中使用这些桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的方法。本发明的一个方面涉及式Co2(CO)6(R3C≡CR4)的超高纯度桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物，其中R3和R4为不同的有机部分并且R4比R3更具负电性或更具吸电子性。
Description
技术领域
本发明涉及高纯度、低电阻率的气相沉积的钴材料以及用于在衬底上形成这种高纯度、低电阻率的钴的前驱物和方法。通过前驱物和方法所沉积的钴材料可用于制造半导体产品、平板显示器和太阳能电池板。
背景技术
发现钴在半导体制造中的用途不断增加。例如，随着特征和线宽尺寸减小，在微电子装置中二硅化钴已逐渐取代硅化钛。目前也在考虑将钴作为铜线上的导电帽或作为铜线和接触点的阻挡层/粘附层衬垫的一部分、作为封装材料、作为用于无电镀和电镀方法的种子材料、以及在集成电路的线路和互连件中作为铜的替代材料。钴另外由于其用于数据存储应用的磁特性及其用于自旋电子学应用的潜力而引起关注。
互连件是集成电路的基干，提供电源和接地以及时脉和其它信号的分配。局部互连件包含连接栅极与晶体管的线，中间互连件提供集成电路的功能区块内的线路，全域互连件分配时脉和其它信号并提供用于整个集成电路的电源和接地。互连件日益成为决定集成电路的系统性能和功耗的主要因素。
在将铜用作金属化材料的集成电路装置的制造中，已研发钴衬垫和后段工程(BEOL)互连帽用于保护铜互连件。最近，由于与电子迁移有关的问题，所以已提出更换铜互连件。尽管各种钴前驱物已应用于这种互连件制造，但是气相沉积的钴薄膜一直受到过量残留碳和氧杂质的困扰，其继而引起这种薄膜展现相对较低的导电性(电阻率>50微欧-厘米)。
不断需要形成集成电路的互连件和其它金属化特征的高纯度、低电阻率的气相沉积的钴膜和其它沉积的钴结构。
使用多种桥联烷基炔基六羰基二钴前驱物，如丁基乙炔六羰基二钴(CCTBA)用于钴薄膜的气相沉积伴随的问题在于其粘度和相对较低的蒸气压。CCTBA在0.8托(106.7 Pa)下的沸点为52℃，且在25℃下呈红色液体状存在，使得其需要额外加热以用于将蒸气递送至沉积方法。然而，这种额外加热会促进桥联烷基炔基六羰基二钴前驱物分解。此外，桥联烷基炔基六羰基二钴前驱物的一部分在气相沉积方法期间相对稳定且因此可在沉积的钴膜中留下残余杂质(如碳)，所述杂质增加了膜的电阻率。
本发明的目标为解决上述问题中的至少一个或与现有技术有关的另一个问题。
发明内容
根据第一方面，本发明提供用于钴膜的气相沉积方法的前驱物或前驱物组合物，所述前驱物或前驱物组合物包含：式Co2(CO)6(R3C≡CR4)的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物，其中R3和R4为不同有机部分并且R4相对于R3为吸电子有机部分。
低前驱物挥发性和沉积的钴膜的高电阻率的问题可通过使用规定的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物来解决，其中所述二钴前驱物用在炔的一侧上具有高电负性基团的不对称炔衍生物官能化。与CCTBA相比，所述桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物可具有低粘度并且可在室温下用于鼓泡器中以提供具有低电阻率并且所并入杂质(如碳)的量较少的气相沉积钴膜。
R3和R4中的至少一个包含一或多个卤素原子，即为经卤基取代的有机部分。桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物可任选地具有以下结构：其中R3和R4中的一个包含一或多个卤素原子且另一个不含卤素原子。
根据第二方面，本发明提供用于钴膜的气相沉积方法的前驱物或前驱物组合物，所述前驱物或前驱物组合物包含：式Co2(CO)6(R3C≡CR4)的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物，其中R3和R4为不同有机部分，R4包含一或多个卤素原子且R3不含卤素原子。
前驱物可经调适用于气相沉积方法以沉积低电阻率的钴材料。在本发明的一些型式中，桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的分子纯度可为99％或更大。
在桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物中，R3可任选地选自由H、烷基部分和芳基部分组成的群组。R4可适合地为卤烷基或卤芳基部分、任选地为氟烷基部分或氟芳基部分。在一些型式中，R4选自由-CF3、-C2F5和-C6F5部分组成的群组。
桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物组合物可包含一或多种溶剂以形成前驱物的溶剂溶液。在桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的溶剂溶液组合物中，前驱物的浓度可任选地为每升溶剂0.05摩尔(M)前驱物至每升溶剂0.5摩尔(M)前驱物。在桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物组合物的一些型式中，溶剂中前驱物的量可为至多5重量％。在前驱物组合物的一些型式中，溶剂溶液中的溶剂包含有机溶剂，任选地为烃溶剂。
本发明的第一方面的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物或前驱物组合物可用于气相沉积方法以在衬底上形成钴。可有利地实现低电阻率。所述方法包含在衬底上沉积前驱物蒸气以在衬底上形成钴。
由此根据第三方面，本发明提供钴沉积方法，其包含：使根据本发明的任何方面、型式或实施例的前驱物或前驱物组合物挥发以形成前驱物蒸气；和使前驱物蒸气在腔室中沉积于衬底上。
在气相沉积方法期间，暴露于桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物蒸气的衬底在沉积期间可任选地保持于50℃至250℃范围内的温度下。在挥发期间，不对称卤炔基六羰基二钴前驱物可适合地处于保持于室温下或可保持于18℃至35℃范围内的温度下的容器中。在所述方法期间，气相沉积腔室可处于0.01托至100托范围内的沉积压力下。在膜厚度为100埃或更小时，形成或沉积于衬底上的钴膜的电阻率可任选地为100μΩ-cm或更小。
桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物在低温下且在一些情况下在室温下挥发的能力有助于防止桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的分解，由此增加半导体制造工具可用时间且降低成本。因为低温挥发降低桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的分解，所以它还降低与对不可用的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物进行恰当处置有关的需要和成本。桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物甚至可在室温挥发的情况下提供高钴膜增长率，且所得薄钴膜可具有低电阻率。
根据第四方面，本发明提供通过根据本发明的第三方面的方法可获得或所获得的钴膜。
根据第五方面，本发明提供例如根据本文中任何方面、型式或实施例的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物在气相沉积方法中的用途，以便产生高纯度沉积的钴膜，例如含有小于5原子％的碳和小于3原子％的氧的膜。
根据第六方面，本发明提供例如根据本文中任何方面、型式或实施例的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物在气相沉积方法中的用途，以便产生沉积的钴膜，所述钴膜比在可比较条件下用对应非卤化前驱物所获得的膜含有较少碳和氧杂质。
附图说明
图1说明经纯化的Co2(CO)6(HC≡CCF3)(其可简写为CCFP)的C6H6中的H1 NMR。
具体实施方式
本发明涉及桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物及其超高纯度形式、制造方法以及在气相沉积方法中使用这些桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的方法。本发明的一个方面涉及下式的超高纯度桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物：
Co2(CO)6(R3C≡CR4)
其中R3和R4为不同的有机部分并且R4与R3相比更具负电性或更具吸电子性。
桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物可任选地具有以下结构：其中R3和R4中的一个包含一或多个卤素原子且另一个不含卤素原子。
在桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的一些型式中，R3选自由H、烷基部分或芳基部分组成的群组。R4可例如为甲基部分、乙基部分或包括一或多个卤素原子的芳基部分。
在一些型式中，桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的沸点可在50℃至100℃范围内。
在一些型式中，桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物在室温下为液体。前驱物的粘度可足够低，使得其可高效地用于其中液体处于或接近室温的鼓泡器中。
在本发明的型式中的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物包括式Co2(CO)6(R3C≡CR4)的那些前驱物，其中R3选自由H、烷基部分或芳基部分组成的群组且R4为甲基部分、乙基部分或包括一或多个卤素原子的芳基部分，并且与式Co2(CO)6(RC≡CR)的桥联对称炔六羰基二钴前驱物(其中R不含卤素原子)相比所述前驱物产生含有较少碳和氧杂质的沉积钴膜。
根据本发明的另一方面，桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物可通过以下方法制造，所述方法包含使八羰基二钴与炔反应以得到桥联炔六羰基二钴，如以下反应(1)中所说明。
Co2(CO)6(R1C≡CR2)化合物可与式R3C≡CR4的不对称卤炔(其中如本文所述的R4包括一或多个卤素原子且R4比R3更具吸电子性或更具负电性)进行交换反应以得到式Co2(CO)6(R3C≡CR4)的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物。此交换反应按以下反应(2)说明。
所得式Co2(CO)6(R3C≡CR4)的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物可经纯化以去除任何残余物(R1C≡CR2)、润滑脂和其它杂质。
本发明的另一方面涉及纯化下式的超高纯度桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的方法：
Co2(CO)6(R3C≡CR4)，
例如根据本发明的任何方面、型式或实施例的不对称卤炔基六羰基二钴前驱物，其中桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物化合物经流过亲和性介质通过用溶剂洗脱以回收Co2(CO)6(R3C≡CR4)洗脱液而与反应产物杂质以色谱方式分离，且使Co2(CO)6(R3C≡CR4)洗脱液浓缩以回收作为超高纯度桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的浓缩物。
由纯化产生的前驱物的超高纯度为99.0重量％、99.5重量％、99.95重量％、99.99重量％或更高。纯度可视为桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的分子纯度。或者，纯度可视为Co的元素纯度。在一些组合物中，分子或元素纯度可为桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的99.9重量％至99.9999重量％分子纯度。例如，在纯化之后桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的样品可为99.999重量％分子或元素纯度的桥联不对称卤炔基六羰基二钴和小于0.001重量％的杂质。在汽化安瓿或鼓泡器中桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的分子或元素纯度越高使在气相沉积之后衬底上钴膜的纯度越高。
前驱物不对称卤炔基六羰基二钴前驱物可直接用于气相沉积，或例如在与溶剂组合时可形成前驱物组合物的一部分。桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物或组合物可封装在合适的容器中，以后续用于气相沉积方法中。例如，前驱物或包含前驱物的组合物可密封在具有连接件和阀门的安瓿中以在前驱物上方维持惰性氛围且使得其能够安装至气体歧管、汽化器或鼓泡器。
纯净的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物或其与溶剂的溶液的粘度可适合地在1厘泊(cP)至40(cP)范围内。粘度在此范围内的桥联不对称卤炔基六羰基二钴组合物可直接用于鼓泡器或汽化器以馈入气相沉积方法。桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的溶液可适合地包括包含5重量％至95重量％溶剂的那些溶液。在一些型式中，桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的溶液包括每升溶剂0.05摩尔(M)前驱物至每升溶剂0.5摩尔(M)前驱物。可使用高于0.5 M的浓度的前驱物，其中益处为弃置较少蒸气和在沉积的膜中并入溶剂杂质的可能性较小。在溶液一些型式中，溶剂可为有机溶剂，任选地为烃溶剂。
在又一方面中，本发明涉及钴沉积方法，其包含：使桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物或前驱物组合物挥发以形成前驱物蒸气；和使前驱物蒸气在腔室中沉积于衬底上。在一些型式中，本发明涉及钴沉积方法，其包含以下行为或步骤：使桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物挥发以形成桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物蒸气；和使桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物蒸气与衬底在气相沉积条件下接触，所述气相沉积条件可有效地在衬底上沉积(i)高纯度、低电阻率钴或(ii)通过热退火可退火以形成高纯度、低电阻率钴的钴。
在气相沉积方法为化学气相沉积方法(CVD)的情况下，CVD反应器条件可任选地包括在50℃至250℃范围内的衬底处理温度。
气相沉积方法可任选地在0.01托至100托范围内的反应腔室压力下进行。可适合地提供例如在10标准立方厘米/分钟(sccm)至1000sccm范围内的惰性载体气流。任选地，可提供流速任选地在10sccm至5000sccm范围内的反应物或反应气体(例如H2)流。
可在桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的气相沉积期间使用的反应气体包括氢气(例如H2或原子-H)、氮气(例如N或原子-N)、氨(NH3)、氢气和氨的混合物(H2/NH3)、肼(N2H4)、氦气、氩气、其衍生物、其等离子体或其组合。惰性气体(如氮气、氩气和氦气)可用作载体或稀释气体。
方法可利用恒定的反应物气流脉冲输送钴前驱物，或方法可替代性地利用反应物气流脉冲输送钴前驱物。在后一情况中，可在钴前驱物流之后和在反应物气流之前和/或在反应物气流之后和在钴前驱物流之前插入惰性气体吹扫。在有反应物气流无钴前驱物流的情况下，也可在气体中点燃等离子体以另外活化反应物气体。
在一些型式中，桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的沸点可在50℃至100℃范围内。此情况可使得其在室温附近(18℃至35℃)展现足够的蒸气压，以使钴膜可以每分钟至每分钟的速率生长。在一些型式中，在挥发期间不对称卤炔基六羰基二钴前驱物可在18℃至35℃范围内的温度下保持于安瓿或鼓泡器中以产生用于沉积方法的前驱物蒸气。
桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物可从纯净的材料挥发，或通过使用鼓泡器使惰性气体流过纯净的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物而挥发。桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的溶剂溶液也可使用鼓泡器或汽化器挥发。桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物可保持在向工艺提供足够蒸气的温度下。在利用桥联不对称卤炔基六羰基二钴沉积前驱物的沉积方法的一些型式中，前驱物或其溶液的温度在室温附近或在18℃至35℃范围内。在沉积方法的一些其它型式中，桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的温度保持低于桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的分解点或沸点。低温会降低前驱物在安瓿中的分解且可通过减少废弃物而降低总成本。
钴可沉积为膜。通过桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的气相沉积制备的钴膜可为高纯度膜。术语“高纯度”是指在钴膜中含有小于5原子％的碳和小于3原子％的氧的钴膜。高纯度膜的特征还在于其在本发明的型式中在室温下(RT，20℃-23℃)测量的电阻率。通过桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的气相沉积制备的钴膜的型式包括那些“低电阻率”钴膜，对于或更薄的钴膜其经测量四点电阻率小于100μΩ-cm。在一些型式中，通过桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的气相沉积制备的钴膜包括那些“低电阻率”钴膜，对于或更薄的钴膜其经测量四点电阻率为12μΩ-cm至30μΩ-cm。对于互连件低电阻率膜有益，因为其需要较小电源且比较高电阻率膜产生较少热。
如本文中所使用术语“有机部分”是指氢或含有碳的部分。所述部分可如本文所定义任选地经取代，例如经一或多个卤基取代基取代。当然，部分也可未经取代。术语“部分”在所属领域中充分了解。如“基团(radical/group)”的其它术语有时用以意指“部分”。
术语“吸电子”在应用于取代基或部分时是指取代基或部分将电子吸引到其自身的能力，例如如果其在分子中占据相同位置则此能力比氢原子更高。此术语已充分了解且论述于J.马奇(J.March)的高等有机化学(Advanced Organic Chemistry),第3版.纽约州纽约的约翰威立出版社(John Wiley and Sons,New York,N.Y.)第16-18页(1985)中。吸电子取代基的非限制性实例包括卤基，尤其氟、氯、溴和碘。吸电子部分可包括卤烷基和卤芳基部分。
如本文单独或以组合形式使用的术语“烷基”是指直链、支链或环状烷基部分，或由直链、支链和/或环状部分的任何组合组成的部分，其为适合地含有1-10个碳原子的饱和脂族烃部分。在一些型式中，烷基部分包含1-6个碳原子。术语“烷基部分”以其最广泛意义使用。烷基部分可如本文所定义任选地经取代。烷基部分的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、环丙基甲基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、戊基、新戊基、异戊基、己基、环己基等。
术语“不对称卤炔基”是指一种有机基团，其在第一与第二炔系碳原子之间具有炔系键，其中不同的部分结合至第一和第二炔系碳原子且卤烷基或卤芳基部分结合至炔系碳原子的一个或两个。在一些型式中，术语“不对称卤炔基”是指一种有机基团，其具有H、烷基或芳基部分结合至第一炔系碳且卤烷基或卤芳基部分结合至第二炔系碳的炔系键。在一些型式中，卤炔基可含有2至12个碳原子。不对称卤炔基为六羰基二钴前驱物中的桥联配体。不对称卤炔基桥联基团的非限制性实例可包括3,3,3-三氟丙炔和五氟苯基乙炔。
如本文单独或以组合形式使用的术语“卤烷基”是指一或多个氢由卤素置换的烷基部分。实例可包括单卤烷基、二卤烷基和多卤烷基部分。举一个实例，单卤烷基部分可在所述部分内含有碘、溴、氯或氟原子。二卤烷基和多卤烷基部分可具有两个或更多个相同卤原子或不同卤基部分的组合。卤烷基部分的实例可包括氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、五氟乙基、七氟丙基、二氟氯甲基、二氯氟甲基、二氟乙基、二氟丙基、二氯乙基和二氯丙基。在一些型式中，烷基部分的所有氢原子由卤素原子置换；卤素原子可相同或不同。卤烷基部分的一些型式包括三氟甲基(-CF3)和五氟乙基(-C2F5)。
芳族或芳基部分包括具有替代性单键和双键的不饱和环烃。苯为典型芳族化合物。术语卤芳基是指一或多个氢原子由一个卤素原子或一或多个卤素原子置换的芳基部分。当存在多个卤素原子时，卤素原子可相同或不同。在一些型式中，芳基部分的所有氢原子由卤素原子置换；卤素原子可相同或不同。在一个型式中，芳基部分为五氟苯基(-C6F5)。
本发明的各种非限制性实施例描述于以下实例中。
实例1.此实例说明钴膜的沉积，所述钴膜通过使包含桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的组合物挥发且使前驱物蒸气在腔室中沉积于SiO2衬底上制得。
此实施例中的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物具有式Co2(CO)6(HC≡CCF3)，其可简写为CCFP。在此二钴络合物中，结合至炔系碳的不同有机部分为-H和-CF3，且-CF3相对于-H为吸电子有机基团。Co2(CO)6(HC≡CCF3)前驱物的1H NMR展示于图1中。
从六羰基二钴丁基乙炔(CCTBA)于SiO2上沉积比较钴膜。这两种沉积操作的条件和最终结果概括于以下表1中。
表1.
此实例的结果展示式Co2(CO)6(HC≡CCF3)的桥联不对称卤炔基六羰基二钴能够经调适以在衬底上气相沉积钴薄膜。沉积速率在约每分钟至每分钟范围内。含有CCFP的鼓泡器保持在约室温下。与在类似条件下使用CCTBA沉积的电阻率为29.65微欧·厘米的膜相比，来自CCFP前驱物的所得膜具有在室温下(RT，20℃-23℃)测量的26.34微欧·厘米的低电阻率。
实例2.此实例说明在各种方法条件下使用式Co2(CO)6(HC≡CCF3)的桥联不对称卤炔基六羰基二钴在衬底上气相沉积钴膜。含有Co2(CO)6(HC≡CCF3)的鼓泡器处于室温下且使用100sccm的氩气流。使用流速为1000sccm的氢气作为钴沉积的反应气体。实验的结果概括于以下表2中。
表2.
此实例的结果展示厚度在至范围内的低电阻率钴膜可使用式Co2(CO)6(HC≡CCF3)的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物在多种腔室和方法条件下制得。厚度在此范围内的钴膜的通过4点探针测量的电阻率在29.75微欧·厘米至59.45微欧·厘米的范围内。
本发明提供式Co2(CO)6(R3C≡CR4)的高纯度桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物，其可经调适以气相沉积低电阻率(<100μΩ-cm)钴膜和包括这些膜的产品。这些低电阻率钴膜可沉积于各种衬底上且用于制造半导体存储芯片、特定应用集成电路(ASIC)、微处理器、平板显示器和太阳能电池板。
虽然描述了多种组合物和方法，但应了解，本发明不限于所述具体分子、组合物、设计、方法或方案，因为其可发生变化。还应了解，在描述中所用的术语仅为描述具体型式或实施例的目的，且并不意欲限制本发明范围，所述范围将仅由随附权利要求书限制。
还必须注意，除非上下文另有清晰规定，否则如在本文中和在随附权利要求书中所用，单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”包括复数指示物。因此，例如提及“卤基原子”是提及一或多个卤基原子和所属领域技术人员已知的其等同物，等等。除非另外定义，否则本文中所使用的所有技术和科学术语均具有与一般所属领域技术人员通常所理解相同的含义。类似于或等同于本文中所述的那些方法和材料的方法和材料可用于实践或测试本发明的实施例。本文中所提及的所有公开案均以全文引用的方式并入。不应将本文的任何内容解释为承认本发明由于先前发明而无权先于该揭示案。“任选地(Optional/optionally)”意谓后续描述的事件或情况可能发生或可能不发生，且所述描述包括其中所述事件发生的情形及其并未发生的情形。不论是否明确指示，本文所有数值均可由术语“约”修饰。术语“约”通常是指所属领域技术人员认为等同于所述值(即具有相同功能或结果)的一系列数值。在一些实施例中，术语“约”是指所述值的±10％，在其它实施例中，术语“约”是指所述值的±2％。当组合物和方法以术语“包含”不同组分或步骤描述(解释为含义“包含(但不限于)”)时，所述组合物和方法也可“基本上由不同组分和步骤组成”或“由不同组分和步骤组成”，所述术语应解释为定义基本上闭合或闭合的要素群组。
尽管本发明已对于一或多个实施例进行展示且描述，但所属领域技术人员应基于对本说明书和随附图示的阅读和理解进行等同的更改和修改。本发明包括所有所述修改和更改且仅通过以下权利要求书的范围限制。另外，虽然本发明的具体特征或方面仅根据若干实施例中的一个来揭示，但所述特征或方面可与对于任何给定或具体应用所需且有利的其它实施例的一或多个其它特征或方面组合。此外，就实施方式抑或申请专利范围中使用术语“包括(includes)”、“具有(having)”、“具有(has)”、“具有(with)”或其变体而言，所述术语意欲以类似于术语“包含(comprising)”的方式为包括在内。另外，术语“示例性(exemplary)”仅欲意谓实例而非最佳者。还应了解，本文中所描绘的特征、层和/或元件是以相对于彼此的具体尺寸和/或方向进行说明以便简单容易地理解，且实际尺寸和/或方向可实质上不同于本文中所说明的尺寸和/或方向。
Claims (20)
1.一种用于钴膜的气相沉积方法的前驱物或前驱物组合物，所述前驱物或前驱物组合物包含：式Co2(CO)6(R3C≡CR4)的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物，其中R3和R4为不同的有机部分且R4相对于R3为吸电子有机部分。
2.根据权利要求1所述的前驱物或前驱物组合物，其中R3和R4中的一个包含一或多个卤素原子且另一个不含卤素原子。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的前驱物或前驱物组合物，其中R3选自由H、烷基部分和芳基部分组成的群组。
4.根据权利要求3所述的前驱物或前驱物组合物，其中R3为H。
5.根据任一前述权利要求所述的前驱物或前驱物组合物，其中R4为卤烷基或卤芳基部分。
6.根据前述权利要求所述的前驱物或前驱物组合物，其中R4为氟烷基或氟芳基部分。
7.根据任一前述权利要求所述的前驱物或前驱物组合物，其中R4选自由-CF3、-C2F5和-C6F5组成的群组。
8.根据任一前述权利要求所述的前驱物或前驱物组合物，其中所述前驱物的沸点在50℃至100℃范围内。
9.根据任一前述权利要求所述的前驱物或前驱物组合物，所述桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的分子纯度为99％或更高。
10.根据任一前述权利要求所述的前驱物组合物，其包含溶剂以形成所述桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物的溶剂溶液，所述溶剂溶液包含0.05M至0.5M范围内的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物。
11.根据权利要求10所述的前驱物组合物，其中所述溶剂溶液中的所述溶剂包含有机溶剂，任选地为烃溶剂。
12.根据任一前述权利要求所述的前驱物或前驱物组合物，其包装在容器中，随后用于气相沉积方法。
13.根据任一前述权利要求所述的前驱物或前驱物组合物，其密封在具有连接件和阀门的安瓿中以在前驱物上方维持惰性氛围且使得其能够安装至气体歧管、汽化器或鼓泡器。
14.一种钴膜沉积方法，其包含：使根据任一前述权利要求所述的前驱物或前驱物组合物挥发以形成前驱物蒸气；和使所述前驱物蒸气在腔室中沉积于衬底上。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述衬底在沉积期间的温度范围为50℃至250℃。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的方法，其中所述沉积在所述腔室中在0.01托至100托范围内的压力下进行。
17.根据权利要求14至16中任一权利要求所述的方法，其中不对称卤炔基六羰基二钴前驱物在所述挥发期间的温度在18℃至35℃的范围内。
18.根据权利要求14至17中任一权利要求所述的方法，其中所述沉积的钴膜在室温下测量的电阻率为100μΩ-cm或更小，并且所述膜的厚度为100埃或更小。
19.根据权利要求14至18中任一权利要求所述的方法，其中所述衬底包含半导体产品。
20.一种根据权利要求1至13中任一权利要求所述的桥联不对称卤炔基六羰基二钴前驱物在气相沉积方法中的用途，其用于产生高纯度沉积的钴膜的目的。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201662425807P | 2016-11-23 | 2016-11-23 | |
| US62/425,807 | 2016-11-23 | ||
| PCT/US2017/062487 WO2018098061A1 (en) | 2016-11-23 | 2017-11-20 | Haloalkynyl dicobalt hexacarbonyl precursors for chemical vapor deposition of cobalt |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109996803A true CN109996803A (zh) | 2019-07-09 |
| CN109996803B CN109996803B (zh) | 2022-01-11 |
Family
ID=60782344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201780072431.0A Active CN109996803B (zh) | 2016-11-23 | 2017-11-20 | 用于钴的化学气相沉积的卤炔基六羰基二钴前驱物 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US10872770B2 (zh) |
| JP (2) | JP2020513476A (zh) |
| KR (1) | KR102275419B1 (zh) |
| CN (1) | CN109996803B (zh) |
| TW (1) | TWI670275B (zh) |
| WO (1) | WO2018098061A1 (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110790798A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-14 | 浙江博瑞电子科技有限公司 | 一种（3,3-二甲基-1-丁炔）六羰基二钴的精制方法 |
| US11560397B2 (en) | 2020-07-09 | 2023-01-24 | Entegris, Inc. | Group VI precursor compounds |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7447432B2 (ja) * | 2019-11-05 | 2024-03-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板を処理する装置、原料カートリッジ、基板を処理する方法、及び原料カートリッジを製造する方法 |
| KR102504310B1 (ko) * | 2020-07-28 | 2023-02-28 | 주식회사 한솔케미칼 | 코발트 화합물, 이를 포함하는 전구체 조성물, 및 이를 이용한 박막의 제조방법 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002145836A (ja) * | 2000-08-26 | 2002-05-22 | Samsung Electronics Co Ltd | 新規なｉｖ族金属前駆体及びこれを使用した化学蒸着法 |
| KR20040033337A (ko) * | 2002-10-14 | 2004-04-28 | 주식회사 메카로닉스 | 코발트 및 코발트실리사이드 박막 증착을 위한유기코발트화합물과 그 제조방법 및 박막 제조방법 |
| US20070077742A1 (en) * | 2003-10-16 | 2007-04-05 | Jsr Corporation | Composition for forming silicon-cobalt film, silicon-cobalt film and method forming same |
| CN101001977A (zh) * | 2004-06-10 | 2007-07-18 | 三菱麻铁里亚尔株式会社 | 有机金属化学气相沉积法用溶液原料及使用该原料制作的复合氧化物类电介质薄膜 |
| JP2010084215A (ja) * | 2008-10-02 | 2010-04-15 | Jsr Corp | コバルト膜の形成方法 |
| WO2013148490A1 (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | Applied Materials, Inc. | Method of enabling seamless cobalt gap-fill |
| US20150093890A1 (en) * | 2013-09-27 | 2015-04-02 | James M. Blackwell | Cobalt metal precursors |
| WO2015157004A1 (en) * | 2014-04-07 | 2015-10-15 | Entegris, Inc. | Cobalt cvd |
| JP2015224227A (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-14 | 宇部興産株式会社 | （アセチレン）ジコバルトヘキサカルボニル化合物の製造方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3364243A (en) | 1964-10-08 | 1968-01-16 | Gen Aniline & Film Corp | Cobaltous halide-2-butyne-1, 4-diol complexes |
| CN1398867A (zh) | 2001-07-24 | 2003-02-26 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种钴配合物及其制备方法和用途 |
| US8110489B2 (en) | 2001-07-25 | 2012-02-07 | Applied Materials, Inc. | Process for forming cobalt-containing materials |
| KR100555541B1 (ko) | 2003-12-23 | 2006-03-03 | 삼성전자주식회사 | 코발트 실리사이드막 형성방법 및 그 형성방법을 이용한반도체 장치의 제조방법 |
| US8414678B2 (en) | 2006-09-15 | 2013-04-09 | Board Of Supervisors Of Lousiana State University And Agricultural And Mechanical College | Method for making cobalt nanomaterials |
| US8471049B2 (en) * | 2008-12-10 | 2013-06-25 | Air Product And Chemicals, Inc. | Precursors for depositing group 4 metal-containing films |
| JP5366260B2 (ja) | 2010-05-14 | 2013-12-11 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 固相担持コバルト・カルボニル錯体を用いたタンパク質の精製方法 |
| AU2012205418B2 (en) * | 2011-01-13 | 2015-03-26 | Allergan Industrie, Sas | Stable hydrogel compositions including additives |
| WO2014052316A1 (en) | 2012-09-25 | 2014-04-03 | Advanced Technology Materials, Inc. | Cobalt precursors for low temperature ald or cvd of cobalt-based thin films |
| KR102383971B1 (ko) | 2014-02-23 | 2022-04-06 | 엔테그리스, 아이엔씨. | 코발트 전구체 |
| US9589897B1 (en) | 2015-08-18 | 2017-03-07 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Trench liner for removing impurities in a non-copper trench |
| US10157787B2 (en) * | 2015-12-17 | 2018-12-18 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for depositing cobalt in a feature |
| US20180135174A1 (en) * | 2016-11-01 | 2018-05-17 | Versum Materials Us, Llc | Cobalt compounds, method of making and method of use thereof |
-
2017
- 2017-11-20 WO PCT/US2017/062487 patent/WO2018098061A1/en active Application Filing
- 2017-11-20 KR KR1020197014325A patent/KR102275419B1/ko active IP Right Grant
- 2017-11-20 JP JP2019527403A patent/JP2020513476A/ja active Pending
- 2017-11-20 CN CN201780072431.0A patent/CN109996803B/zh active Active
- 2017-11-21 US US15/819,620 patent/US10872770B2/en active Active
- 2017-11-23 TW TW106140703A patent/TWI670275B/zh active
-
2020
- 2020-11-19 US US16/952,985 patent/US11804375B2/en active Active
-
2021
- 2021-07-08 JP JP2021113308A patent/JP7425773B2/ja active Active
-
2023
- 2023-09-28 US US18/374,637 patent/US20240096631A1/en active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002145836A (ja) * | 2000-08-26 | 2002-05-22 | Samsung Electronics Co Ltd | 新規なｉｖ族金属前駆体及びこれを使用した化学蒸着法 |
| KR20040033337A (ko) * | 2002-10-14 | 2004-04-28 | 주식회사 메카로닉스 | 코발트 및 코발트실리사이드 박막 증착을 위한유기코발트화합물과 그 제조방법 및 박막 제조방법 |
| KR100459609B1 (ko) * | 2002-10-14 | 2004-12-03 | 주식회사 메카로닉스 | 코발트 및 코발트실리사이드 박막 증착을 위한유기코발트화합물과 그 제조방법 및 박막 제조방법 |
| US20070077742A1 (en) * | 2003-10-16 | 2007-04-05 | Jsr Corporation | Composition for forming silicon-cobalt film, silicon-cobalt film and method forming same |
| CN101001977A (zh) * | 2004-06-10 | 2007-07-18 | 三菱麻铁里亚尔株式会社 | 有机金属化学气相沉积法用溶液原料及使用该原料制作的复合氧化物类电介质薄膜 |
| JP2010084215A (ja) * | 2008-10-02 | 2010-04-15 | Jsr Corp | コバルト膜の形成方法 |
| WO2013148490A1 (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | Applied Materials, Inc. | Method of enabling seamless cobalt gap-fill |
| US20150093890A1 (en) * | 2013-09-27 | 2015-04-02 | James M. Blackwell | Cobalt metal precursors |
| WO2015157004A1 (en) * | 2014-04-07 | 2015-10-15 | Entegris, Inc. | Cobalt cvd |
| JP2015224227A (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-14 | 宇部興産株式会社 | （アセチレン）ジコバルトヘキサカルボニル化合物の製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| KEUNWOO LEE 等: "Characteristics of Cobalt Films Deposited by Metal Organic Chemical Vapor Deposition Method Using Dicobalt Hexacarbonyl tert-Butylacetylene", 《THE JAPAN SOCIETY OF APPLIED PHYSICS》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110790798A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-14 | 浙江博瑞电子科技有限公司 | 一种（3,3-二甲基-1-丁炔）六羰基二钴的精制方法 |
| CN110790798B (zh) * | 2019-10-30 | 2022-04-05 | 浙江博瑞电子科技有限公司 | 一种（3,3-二甲基-1-丁炔）六羰基二钴的精制方法 |
| US11560397B2 (en) | 2020-07-09 | 2023-01-24 | Entegris, Inc. | Group VI precursor compounds |
| TWI792401B (zh) * | 2020-07-09 | 2023-02-11 | 美商恩特葛瑞斯股份有限公司 | Ｖｉ族前驅物化合物及製備其之方法、以及在基板上形成含有ｖｉ族金屬之材料之方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10872770B2 (en) | 2020-12-22 |
| KR102275419B1 (ko) | 2021-07-09 |
| US20180158687A1 (en) | 2018-06-07 |
| TW201829439A (zh) | 2018-08-16 |
| JP2021183723A (ja) | 2021-12-02 |
| TWI670275B (zh) | 2019-09-01 |
| JP2020513476A (ja) | 2020-05-14 |
| US20210082708A1 (en) | 2021-03-18 |
| US11804375B2 (en) | 2023-10-31 |
| WO2018098061A1 (en) | 2018-05-31 |
| JP7425773B2 (ja) | 2024-01-31 |
| CN109996803B (zh) | 2022-01-11 |
| US20240096631A1 (en) | 2024-03-21 |
| KR20190071769A (ko) | 2019-06-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10995405B2 (en) | Deposition of molybdenum thin films using a molybdenum carbonyl precursor | |
| JP6596737B2 (ja) | アミドイミン配位子を含む金属複合体 | |
| KR102193925B1 (ko) | 코발트계 박막의 저온 ａｌｄ 또는 ｃｖｄ를 위한 코발트 전구체 | |
| JP7425773B2 (ja) | コバルトの化学蒸着用のハロアルキニルジコバルトヘキサカルボニル前駆体 | |
| JP6471371B2 (ja) | モリブデンシルシクロペンタジエニル錯体、シリルアリル錯体、及び、薄膜堆積におけるその使用 | |
| EP2451989A2 (en) | Bis-ketoiminate copper precursors for deposition of copper-containing films | |
| CN108017679A (zh) | 二取代炔六羰基二钴化合物、其制备方法和使用方法 | |
| CN113242861A (zh) | 钴前体、制备其的方法和使用其制造薄膜的方法 | |
| Norman et al. | New Precursors for Copper ALD | |
| CN114746573B (zh) | 用于选择性形成含金属膜的化合物及方法 | |
| CN113087747A (zh) | 有机金属化合物、沉积薄膜的组合物、制造薄膜的方法、有机金属化合物薄膜及半导体装置 | |
| CN112652519A (zh) | 薄膜沉积用组合物、薄膜制造方法、薄膜及半导体装置 | |
| TW201920225A (zh) | 含Ge之Co膜形成材料、含Ge之Co膜及其成膜方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |